عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی شکلی براکت دسته موتور به منظور کاهش وزن به کمک تی اسپلاین ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1389;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 82066;کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1389;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 82066
- تاریخ دفاع
- ۱۳ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- شایان حمیدیان
- استاد راهنما
- مسعود شریعت پناهی
- چکیده
- در این تحقیق به بررسی برتری‌های استفاده از هندسه‌های تی‌اسپلاین و رویکرد آیزوجئومتریک برای بهینه‌سازی قطعات پوسته‌ای پرداخته می‌شود. بدین منظور، رویکرد مذکور برای بهینه‌سازی وزنی براکت دسته‌موتور خودروی تیبا به کار گرفته شده است. در ابتدا با تبیین هندسه، جنس، بارگذاری، شرایط مرزی و قیود طراحی به تعریف دقیق مسئله پرداخته می‌شود. همچنین، نشان داده خواهد شد که به دلیل اختلاف زیاد سفتی قسمت براکت با قسمتی لاستیکی، مشخصه‌های سفتی دسته موتور به سفتی قسمت براکت وابسته نیست و امکان کاهش وزن آن بدون تأثیرگذاری جدی بر مشخصه‌ها کلی دسته موتور وجود دارد. پس از ایجاد هندسه‌ی هدف با کمترین تعداد وصله‌ها به کمک تی‌‌اسپلاین‌ها و تبیین طراحی‌های پیشنهادی به منظور کاهش وزن به تحلیل آن‌ها به کمک تحلیل آیزوجئومتریک و قابلیت استخراج بزییر پرداخته می‌شود. در نهایت با محاسبه‌ی توابع هدف برای طراحی‌های پیشنهادی و مشخص کردن جبهه‌ی نقاط پرتو طراحی بهینه مشخص می‌شود. حذف مرحله‌ی مِش‌ریزی مجدد پس از اِعمال تغییر در طراحی با استفاده از رویکرد آیزوجئومتریک و سهولت استفاده از هندسه‌های تک وصله‌ای تی‌اسپلاین در تحلیل عددی آیزوجئومتریک، به طور قابل ملاحظه‌ای منجر به کاهش زمان بهینه‌سازی طراحی خواهند شد. همچنین در این تحقیق مشخص خواهد شد که با استفاده از مفهوم استخراج بزییر و استفاده از توابع پایه‌ی برنشتاین، تبدیل کُد‌های روش‌های عددی مرسوم (از جمله روش اجزاء محدود) به روش آیزوجئومتریک به سهولت امکان‌پذیر است. در حقیقت مفهوم استخراج بزییر می‌تواند به عنوان رابطی بین طراحی هندسی و کُد‌های عددی نوشته شده بر اساس مفهوم ایزوپارامتریک به کار گرفته شود و آن‌ها را تبدیل به کُد‌هایی با رویکرد آیزوجئومتریک کند.
- Abstract
- In this study, the advantages of using T-spline geometries together with isogeometric approach are examined for optimization of shell-like parts. To this end, the mentioned approach is employed in order to weight optimization of Tiba’s engine mount. First, the geometry, material, loading, boundary conditions and design constraints are expressed to fully define the problem at hand. It will be shown that because of considerable difference between stiffnesses of bracket and rubber-part of mount, the total stiffness value is mainly controlled by latter one. Thereby, it is possible to reduce weight of bracket without substantially affect total stiffness of mount. Thereafter, the target geometry is constructed using minimum number of patches through T-Splines. In order to reduce weight, new designs are proposed with regard to design constraints. Employing IGA together with Bezier extraction operators, new designs are immediately analyzed after they are proposed leading to noticeable time reduction of design-analysis loop. Finally, after evaluating the corresponding objective functions for each design, the best design is chosen through Pareto’s front. Eliminating traditional meshing process and ease of implementing single-patch T-spline geometries in IGA are two factors that make proposed approach the first choice for design-analysis loop of shell-like parts. In addition, using Bezier extraction operators, it was shown that the traditional isoparametric codes can be easily turned into isogeometric ones.
